Сложные законы роста пленок

Диффузионно-кинетический контроль кинетики процесса имеет место в том случае, когда скорости диффузии и химической реакции окисления соизмеримы.

Уравнение, описывающее такой процесс, носит название уравнения Эванса и имеет вид:

Уравнение отражает сложно-параболический закон роста пленок.

Если пленка очень тонкая, что отвечает начальной стадии окисления, то первый член уравнения значительно меньше второго. По этому можно пренебречь первым членом уравнения, и тогда получаем линейный закон роста пленки.

Если же толщина пленки велика, то, пренебрегая вторым членом уравнения, получаем уравнение параболического закона роста пленки.

Иногда рост пленки по толщине происходит медленнее, чем это должно следовать из диффузионного механизма процесса окисления. Затухание процесса коррозии в таких случаях объясняют уплотнением пленки или появлением дефектов, которые тормозят диффузию.

Для ряда металлов установлена логарифмическая зависимость скорости окисления от времени, которая описывается уравнением:

где к — константа.

Логарифмический закон роста пленки установлен экспериментально для окисления на воздухе алюминия и цинка в интервале 25-225 °С, никеля до 650 °С, железа до 375 °С, меди до 100 °С.

Для ряда технически важных металлов наблюдается параболическая зависимость скорости окисления во времени. Приближенно по возрастанию устойчивости к газовой коррозии в атмосфере воздуха можно расположить в ряд следующие металлы: W < Ре < Со < < Си < №. К этой же группе относятся и Мп, Ве, Zn, Ti

В группу металлов, дающих пленки с наиболее высокими защитными свойствами и окисляющихся по логарифмическому закону, входят Si, А1, Сг. Они расположены в ряд по возрастанию устойчивости.

  с изменением внешних условий происходит по разным законам.

Можно определить общую тенденцию к снижению самоторможения окисления металлов с ростом температуры.